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ExplicaciónEn la entrada de producción de arrabio hemos visto cuales son los materiales de partida y el funcionamiento de un alto horno para convertir la mena de hierro en arrabio, con un alto contenido en hierro, pero con algunas impurezas (0.6-1.2% de silicio, cerca de un 0.2% de fósforo, 0.4-2% de manganeso y cerca de un 0.03% de azufre, entre otros). Una pequeña parte del arrabio producido se destina directamente al moldeo de primera fusión (fundiciones moldeadas). La mayor parte se destina a la fabricación de acero (transportado en estado líquido hacia la planta que lo fabrica), y el resto se cuela en lingoteras para ser sometido a una nueva fusión para obtener las fundiciones de segunda fusión.
Aunque la mayor parte del oxígeno de los óxidos de hierro ya ha sido removido en el alto horno, el arrabio aún contiene demasiado carbono y demasiadas impurezas (silicio, fósforo, manganeso....) que lo hace demasiado frágil y poco adecuado para la fabricación de objetos tecnológicos; siendo necesario su purificación en un proceso que tiene como principales objetivos:
Reducir el contenido en carbono
Eliminar impurezas
Añadir otros elementos que les confiera las características o propiedades deseadas.
Básicamente, el proceso de refinación consiste en un proceso de oxidación, llamado afino. Dicha operación puede lograrse con el oxígeno de aire y óxidos férricos en forma de chatarra. Así, al oxidarse (quemarse) el carbono con el aire se libera monóxido y dióxido de carbono escapando ambos en forma de gas, mientras que el silicio, el manganeso y el fósforo forman óxidos que se escapan con la escoria.
Una dificultad para la fabricación de los derivados del arrabio es su alto punto de fusión (1400-1500ºC) lo que impide que el proceso de refinado sea llevado a cabo en hornos convencionales.
Obtención de fundiciones
Horno de cubilote
Esquema Horno de cubilote
El horno más empleado para afinar las fundiciones es el horno de cubilote, los cuales permiten la adición de otros elementos. Estos hornos, son de cuba cilíndrica recubiertos interiormente por material refractario donde se carga el arrabio y el combustible (normalmente coque) a través de aberturas laterales introduciéndose aire por las toberas que rodean el horno por encima del crisol, situado en la parte inferior.:
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El primer paso es posicionar el cucharón sobre la artesa o embudo en donde se alimenta "la máquina de colada continua", la cual contiene moldes que le dan forma al acero.
El acero fundido ahora a 1650ºC es canalizado de la cuchara a la artesa donde se enfría a un sólido rojo vivo. La forma del molde determina la forma del producto semiterminado, este normalmente sale de la colada con un espesor de 8” a 9” y de 3 a 5 pies de ancho, se cortan en secciones de 40 pies de largo y se apilan para procesos posteriores en los trenes de laminación en caliente.
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